[實用新型]粘彈性多維減振器

無效

• 申請號: 200820219234.5
• 申請日: 2008-11-14
• 公開（公告）號: CN201301503Y
• 公開（公告）日: 2009-09-02
• 發明（設計）人: 李宏男;何曉宇;霍林生;郭道盛;田靜
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98;E02B17/00;F16F3/10;F16F15/04
• 代理公司: 大連理工大學專利中心
• 代理人: 侯明遠

技術領域

本實用新型屬于海洋工程結構和土木工程結構減振技術領域，涉及到導管架式海洋平臺、高層建筑及相關結構使用上層連接鋼板、粘彈性材料、下層連接鋼板和定位輔助構件組成的減振器的設計。

背景技術

隨著社會經濟的發展，人類對海底礦藏資源的需求也越來越大，近海區域能源的開發已不能滿足人類的需求，用于石油天然氣開發的海洋平臺結構向著更高更柔的趨勢發展。對于這類結構物，盡管強度和剛度比較容易滿足設計要求，但其水平振動的頻率與環境荷載的主頻率范圍很接近，波浪荷載、風荷載、地震作用等環境荷載作用下這類結構會產生較大的振動變形，會對平臺上的工作人員造成恐慌甚至導致結構的破壞，影響結構的正常使用。同樣，高層建筑及其他工程結構也存在這樣類似的問題。由于結構振動控制技術在工程中不斷地得到應用，因此針對導管架式海洋平臺及高層建筑的振動問題尋找適當的控制方法是非常有意義的。

粘彈性阻尼器(Viscoelastic?Damper，簡稱VED)是一種經典的減振控制裝置，它是由連接鋼板和粘彈性材料所組成的振動系統。當它安裝在結構上時，結構的變形通過連接鋼板傳遞到粘彈性材料上，通過粘彈性材料的剪切變形來耗散結構的振動能量，從而達到減小結構反應的目的。

但是，傳統的粘彈性阻尼器設計均需要安裝到結構中梁柱構成的框架內部，這種設計和安裝方式可以有效地控制結構某一方向的振動。然而結構振動的本質是多維的，環境荷載作用下，結構會不可避免地在兩個水平和扭轉方向發生振動。為了確保粘彈性阻尼器對結構振動控制的可靠性，通常需要在結構兩主軸方向同時設置粘彈性阻尼器，從而大大增加了結構控制的成本。

發明內容

本實用新型的目的是為導管架式海洋平臺、高層建筑及相關結構提供一種減振控制裝置，解決這些結構在環境荷載作用下的多維振動問題。

本實用新型的技術方案是粘彈性材料采用硫化的方式與上層連接鋼板5和下層連接鋼板3粘結，且上下層連接鋼板成十字形布置，上層連接鋼板5通過定位輔助裝置1與結構上層梁構件固定，下層連接鋼板3通過結構支撐與結構下層梁構件固定，從而確保粘彈性材料層與結構層之間保持水平，可以在粘彈性材料層所在平面上發生兩水平方向的平動和扭轉變形。上層連接鋼板5的弧形突起設置，可以確保粘彈性材料僅發生粘彈性材料層4所在平面內的變形，防止粘彈性材料發生粘彈性材料層4平面外的拉斷。

本實用新型的效果和益處是粘彈性多維減振裝置對結構兩水平方向的振動均能起到控制作用，在增強結構安全性的同時，可以大幅度地降低阻尼器的使用成本。可適用于導管架式海洋平臺、高層建筑及相關結構，能夠產生巨大的經濟效益和社會效益。

附圖說明

附圖1是粘彈性多維減振器立面結構示意圖。

圖中：1定位輔助裝置，2螺栓，3下層連接鋼板，4粘彈性材料層，5上層連接鋼板，6螺栓孔，7結構支撐。

附圖2是定位輔助裝置立面結構示意圖。

附圖3是減振器主體構件立面結構示意圖。

附圖4是定位輔助裝置平面結構示意圖。

附圖5是減振器主體構件平面結構示意圖。

具體實施方式

以下結合技術方案和附圖詳細敘述本實用新型的最佳實施方式。

本實用新型提出的粘彈性多維減振器如圖1-圖5所示。每個減振器由減振器主體和定位輔助裝置1組成，減振器主體由上層連接鋼板5、粘彈性材料層4和下層連接鋼板3構成。減振器安裝在平臺甲板或結構樓層的邊梁上。具體做法是先在定位輔助裝置1上開設4個貫穿光滑孔和4個帶有內螺紋的凹槽孔，并在上層連接鋼板5和下層連接鋼板3上分別開設4個貫穿光滑螺栓孔6。然后將上層連接鋼板5、粘彈性材料層4和下層連接鋼板3用硫化的方法固結在一起。用螺栓2將定位輔助裝置1與平臺甲板或結構樓層的邊梁連接，同樣用螺栓2將減振器主體與結構支撐7相連。最后用螺栓2由下往上穿過上層連接鋼板5中預先開設的螺栓孔6，并與連接輔助裝置中預先開設的帶有內螺紋的凹槽孔接合，利用螺紋鎖緊使得上層連接鋼板5中的弧形凸起與連接輔助裝置1中的弧形凹陷剛好接觸。

定位輔助裝置1中的弧形部分與上層連接鋼板5中的弧形部分的半徑應保持相同，并確保定位輔助裝置1中的弧長小于上層連接鋼板5中的弧長，即定位輔助裝置1與上層連接鋼板5接合后構件間的水平部分留有一定的空隙，(參見圖1)，使得結構在發生少量彎曲變形時粘彈性材料始終發生平面內的剪切變形；上層連接鋼板5中的預留螺栓孔6的直徑比螺栓2的直徑大1-2mm。